檢視面向难分离体系的新型多孔材料的设计方法与制备的原始碼

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<small>[https://www.qizhidao.com/article-qycg/1668866258282582017.html 来自 网络 的图片]</small>
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'''面向难分离体系的新型多孔材料的设计方法与制备'''本[[项目]]属化工热力学学科。化工过程涉及诸多难分离体系，要求在纳米尺度上精确控制材料的结构和微环境，对化工热力学<ref>[https://www.sohu.com/a/679342160_121124362 热力学发展简史！] ，搜狐，2023-05-27</ref>和材料设计方法提出了挑战。

==技术原理、技术要点==

本项目针对难分离体系的特点，以[[金属]]-有机骨架材料（MOFs）和共价有机骨架材料（COFs）两类新型纳米多孔材料为对象，通过系统的概念创新和构效关系研究，及材料基因组学方法建立，形成了面向难分离化工体系的新型多孔材料的设计方法，拓展了[[化工热力学]]的应用范围，促进了由“经验指导实验”的化工材料研发模式，向“理论预测，实验验证”的新研发模式的转变。

===主要研究内容与科学发现如下===

（1）通过概念[[创新]]，更好地揭示了MOF/COF材料分离性能的构效关系。本项目提出并建立了“吸附度”新概念，在此基础上实现了MOF/COF材料的结构与分离性能的定量关联，并提出了“吸附度差越大，分离性能越好的”的[[纳米]]多孔材料设计策略，在此指导下成功地设计并合成了多种新MOFs。目前该新概念已被广泛用于建立构效关系，对面向难分离体系的新MOF/COF材料的设计，具有重要的指导意义。

（2）建立了MOF/COF的材料[[基因组学]]方法，极大地提高了难分离体系的新材料设计效率，促进了化工新材料研发模式的转变。本项目提出了仿生划分材料基因组的学术思想，建立了原子尺度的“基于键连接性”的材料原子电荷基因组方法（CBAC），分子尺度的“仿化学反应”的材料结构基因组方法和材料性能高通量计算方法。所开发的CBAC方法发表后，已被11国的40余研究组使用与扩展，成为目前使用最广的方法之一，及后续新方法的比较对象。建立了包含136种原子片段的材料骨架电荷基因库、包含319种材料结构基因片段的材料基因库和包含80余万材料的[[新材料]]<ref>[http://news.sohu.com/a/542435289_121338790 什么是“新材料”？]，搜狐，2022-04-29</ref>数据库。相关研究形成了从材料基因划分方法建立、基因库构建，到材料组装与筛选算法建立的完整材料基因组学方法，促进了基于材料基因组学的“理论预测，实验验证”的材料研发新模式的发展。

（3）发挥化工学科优势，开展了面向实际应用的新材料定向[[设计]]与制备研究。

与中国工程物理研究院二所合作，针对氢同位素分离，进行了MOF材料基因组学筛选与制备研究，获得了20 K下目前选择性最好的MOF材料；与中石化抚顺石油化工研究院合作，针对套管气回收、油田伴生气回收等工业过程，进行了MOF材料的基因组学筛选与规模化制备研究，促进了MOF材料的实际应用；提出了提高传质性能的 “[[动力学]]模板剂”多级孔MOF 制备方法和用于变温分离的温敏MOF制备方法等。 本项目通过[[概念]]创新、方法创新与模式创新的集成创新研究，扩展了热力学学科的研究内涵，促进了我国化工新材料研发模式的转变。

==参考文献==
[[Category:500 社會科學類]]